3. Реакции на магнитные факторы

Постоянное магнитное поле. Геомагнитное поле характеризуется очень низкой напряженностью по сравнению с полями, обычно применяемыми в технике. Его вариации невелики и составляют, как правило, доли процента от абсолютной напряженности.

Неоднократно сообщалось, что насекомые ориентируются определенным образом в естественном или искусственном магнитных полях. Однако, как мы покажем далее, большинство из этих работ может быть подвергнуто сомнению.

Еще со времен Фабра энтомологи, наблюдая удивительно точную ориентацию насекомых в пространстве, предположили, что последние пользуются магнитным компасом. Однако ни одна попытка изменить курс движения насекомого искусственным магнитным полем не была успешной.

Приобрели широкую известность работы, согласно которым насекомые (мухи, жуки, прямокрылые, термиты) останавливаясь, располагают ось своего тела преимущественно параллельно или перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Еще ранее сообщалось, что царицы термитов ориентируют ось своего тела по линии север-юг.

Ориентация оси тела параллельно или перпендикулярно силовым линиям подтверждалась как визуальными наблюдениями, так и фоторегистрацией направлений осей тела. Однако в дальнейшем выяснилось, что в результате неизбежной неточности измерений в таких наблюдениях имеет место своеобразная психологическая ошибка. Наблюдатель непроизвольно смещает величины измеряемых углов к основным осям координат, вследствие чего и формируется ложная крестообразная картина предпочитаемых направлений. Следовательно, нельзя утверждать, что предпочитаемая ориентация действительно имеет место хотя бы в некоторых случаях.

По ряду причин некоторое сомнение вызывает интерпретация наблюдений, показывающих скопление насекомых (пчел, дрозофил) у полюсов искусственного магнита. В одном из таких случаев удалось убедительно показать, что скопление у полюсов магнита возникло из-за большего нагрева последнего при освещении, по сравнению с окружающими поверхностями. По-видимому, в подобных опытах необходим строжайший контроль за температурой и освещенностью.

Для некоторых явлений магнитная ориентация остается единственно допустимым объяснением. Так, недавно было показано, что жужелицы при их движении на местности. явно предпочитают определенные направления, казалось бы, связанные с положением солнца. Они закономерно изменяются "по кругу" соответственно движению солнца по небосводу, но изменения курса продолжаются как в дневное, так и в ночное время, когда ориентация по солнцу невозможна.

Более того, эти же суточные изменения ориентации сохраняются в закрытом помещении при диффузном освещении сверху и даже в пещере. Скорее всего их можно объяснить постоянно меняющейся магнитной ориентацией.

oАналогичное явление наблюдалось у майских жуков. Подобно жужелицам, они предпочитали определенные направления по отношению к силовым линиям магнитного поля, но их ориентация изменялась в течение суток более сложным образом. Ориентация майских жуков по магнитному полю, по-видимому, сочетается с ориентацией по другим факторам. Во всяком случае очень небольшое изменение (всего на 1,4°) направленности искусственного магнитного поля по отношению к странам света приводило к резким и достоверным изменениям ориентации.

Отмечалось, что майские жуки каким-то образом "запоминают" направление, в котором они летят от мест выплода в долинах к горным лесам, где питаются имаго. В дальнейшем самки возвращаются по тому же маршруту в долины для откладки яиц. В лабораторных опытах только что вышедших из куколок жуков жестко закрепляли в определенном направлении. Спустя некоторое время жуки явно стремились сохранить то же направление движения или прямо ему противоположное. Однако поле искусственного магнита закономерно изменяло эту ориентацию.

Не исключено, что именно таким образом, не имея каких-либо видимых ориентиров, находят точное направление предварительно выдрессированные соответствующим образом общественные осы.

Возможно, что по этой же причине сохраняют направление подземного хода термиты после предварительной зрительной ориентации по наземному ориентиру.

Совсем недавно было обнаружено, что жуки - мучные хрущаки, находившиеся в течение длительного времени в контейнере, освещенном сбоку, "запоминают" направление бегства от света и сохраняют это же направление в камере с однородным рассеянным освещением. Компенсация геомагнитного поля кольцами Гельмгольца полностью устраняет эту ориентацию. Интересно, что если направление световых лучей регулярно меняется в течение суток, жуки способны запоминать эти изменения и затем "проигрывать" их без каких-либо световых ориентиров. Кажется очевидной аналогия явно магнитной ориентации этих жуков с тем, что наблюдается у других насекомых.

Итак, хотя постоянная ориентадия насекомых в магнитном поле маловероятна, вполне возможно, что это поле используется насекомыми при отсутствии других, более очевидных ориентиров.

В ряде работ показано воздействие магнитного поля на ориентацию насекомых по отношению к силе тяжести. Так, курс "поднимающихся по наклонной плоскости дрозофил, отклоняется в зависимости от ориентации этой плоскости по странам света. Отклонение бывает максимальным, если мухи при своем движении пересекают силовые линии геомагнитного поля. Искусственное магнитное поле еще более увеличивает это отклонение.

Аналогичным образом пчелы допускают максимальную ошибку в своем танце на вертикальной плоскости сот, если улей ориентирован, так, что танцующие пчелы пересекают, силовые линии магнитного поля. Величина этих ошибок закономерно изменяется на протяжении суток, причем если пчелы танцуют на двух сторонах вертикальной площадки, суточные кривые этих ошибок зеркальны по отношению друг к другу. Напомним, что направленность силовых линий геомагнитного поля закономерно изменяется в течение суток.

Компенсация геомагнитного поля кольцами Гельмгольца значительно снижает ошибку ориентации пчел по отношению к силе тяжести. Если же производить регулярную подстройку колец к изменяющемуся направлению силовых линий геомагнитного поля, то ориентация пчел становится практически безошибочной.

Рецепторы, обеспечивающие направленное восприятие магнитного поля, неизвестны. Живой организм в норме не имеет никаких ферромагнитных включений, аналогичных стрелке компаса. Однако недавно сообщалось, что вещество, из которого состоит тело насекомого^*, обладает парамагнитными свойствами, т. е. способно приобретать магнитные свойства при достаточно длительном воздействии внешнего магнитного поля. Наблюдения за поведением насекомых в какой-то мере подтверждают этот вывод. Так, курс жужелицы достоверно становится более точным после ее прохождения в поле искусственного магнита. С другой стороны, компенсация геомагнитного поля снижает ошибку ориентации пчел к силе тяжести не сразу, а спустя некоторое время.

^* (Сухое насекомое, растертое в порошок.)

Итак, имеется ряд фактов, показывающих, что магнитное поле воспринимается насекомыми и играет определенную роль в их пространственной ориентации особенно при отсутствии других ориентиров. Один из возможных механизмов ориентации в магнитном поле - восприятие механических сил, возникающих при пересечении насекомым силовых линий поля.

Переменное магнитное поле инфразвуковых частот, создаваемое при помощи электромагнитов, возбуждает некоторых насекомых, однако наблюдавшиеся эффекты оказались невоспроизводимыми. Здесь не исключалась возможность воздействия на насекомых вибрационных и акустических помех.

Влияние на насекомых электрических и магнитных полей остается почти не исследованным. Только сейчас имеющиеся твердо установленные факты начинают укладываться в какую-то систему. Становятся все более очевидными сложность и взаимозависимость реакций насекомых на естественные абиотические факторы.

Можно надеяться, что дальнейшее изучение этой труднейшей проблемы приведет к открытиям, значение которых выйдет далеко за пределы энтомологии. В самом деле, именно во влиянии магнитных и электрических полей или факторов, связанных с ними в геофизическом комплексе, предполагается причина широкоизвестных патологических реакций человека и животных на погоду и магнитные бури. Не исключено, что именно этот комплекс геофизических факторов - одна из причин удивительной способности насекомых и других живых организмов "воспринимать" время суток и года, находясь, казалось бы, в полной изоляции от естественной среды.

Распутывание клубка влияний геофизических факторов может привести и к обнаружению новых средств воздействия на поведение, размножение и развитие вредных насекомых. Наконец, исследование реакций насекомых на электрические и магнитные поля, несомненно, раскроет способы их восприятия, а возможно, будут найдены и новые рецепторы.